JP2011229125A - Tuning-fork type piezoelectric vibration piece and piezoelectric device - Google Patents

Tuning-fork type piezoelectric vibration piece and piezoelectric device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tuning-fork type piezoelectric vibration piece which has groove portions formed in vibration arms, and a piezoelectric device using the piezoelectric vibration piece.SOLUTION: The tuning-fork type piezoelectric vibration piece 100 bonded in a package with a conductive adhesive includes a connection electrode electrically connected to the conductive adhesive, and a pair of vibration arms 12 extending from a base 11 made of a piezoelectric material in a predetermined direction and having excitation electrodes 53 electrically connected to the connection electrode formed thereon. Each of the vibration arms has a two-sided surface, being crossed at both sides of top and reverse surfaces, and also has a groove portion 23L or 23R, extending in the predetermined direction on the top and reverse surfaces respectively, the excitation electrodes have top and reverse electrodes 531R, 531L formed in the groove portions on the top and reverse surfaces respectively and side face electrodes 532R, 532L formed on the both side faces respectively, and the top and reverse electrodes have thinner film thicknesses than the connection electrode.

Description

本発明は、振動腕に溝部が形成された音叉型圧電振動片、その圧電振動片を用いる圧電デバイスに関する。   The present invention relates to a tuning fork type piezoelectric vibrating piece having a groove formed in a vibrating arm, and a piezoelectric device using the piezoelectric vibrating piece.

例えば特許文献1は、CI(クリスタルインピーダンス)値を下げる音叉型圧電振動片を開示している。この音叉型圧電振動片の一対の振動腕は、表裏面に形成された溝部に励振電極を有している。また一対の振動腕は側面に形成された励振電極を有している。そして、特許文献1の音叉型圧電振動片は、これらの励振電極を断面で4つの領域に区別し、その4つの領域の厚みを調整することにより、振動の妨げになる要因を減らし、応力も減らして周波数に与える影響を低減している。さらに、音叉型圧電振動片はCI値を抑え周波数への影響を低減している。   For example, Patent Document 1 discloses a tuning fork type piezoelectric vibrating piece that lowers a CI (crystal impedance) value. The pair of vibrating arms of the tuning-fork type piezoelectric vibrating piece has excitation electrodes in grooves formed on the front and back surfaces. The pair of vibrating arms has excitation electrodes formed on the side surfaces. The tuning fork type piezoelectric vibrating piece of Patent Document 1 distinguishes these excitation electrodes into four regions in cross section, and adjusts the thicknesses of the four regions to reduce factors that hinder vibrations and reduce stress. The effect on the frequency is reduced. Further, the tuning fork type piezoelectric vibrating piece suppresses the CI value and reduces the influence on the frequency.

特開2003−178022号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-178022

特許文献1では、励振電極の厚みをどのように調整するか開示されていないが、微小な振動腕の励振電極の厚みを4つの領域でそれぞれ調整することは困難である。   Patent Document 1 does not disclose how to adjust the thickness of the excitation electrode, but it is difficult to adjust the thickness of the excitation electrode of the minute vibrating arm in each of the four regions.

本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、一対の振動腕の励振電極を簡易に厚さ調整することで、振動の妨げになる要因を減らしCI値を抑えた圧電振動片および圧電デバイスを提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and by simply adjusting the thickness of the excitation electrodes of a pair of vibrating arms, the piezoelectric vibrating piece that reduces the factor that hinders vibration and reduces the CI value. And it aims at providing a piezoelectric device.

第1の観点の音叉型圧電振動片は、パッケージ内に導電性部材で固定される音叉型圧電振動片であって、導電性部材と電気的に接続する接続電極と、圧電材からなる基部から所定方向に伸び、接続電極と電気的に接続する励振電極が形成された一対の振動腕と、を備え、振動腕は、表裏面と表裏面の両側で交差する両側面とを有し、表裏面には所定方向に伸びる溝部がそれぞれ形成され、励振電極は、表裏面の溝部内にそれぞれ形成された表裏電極と、両側面にそれぞれ形成された側面電極と、を有し、表裏電極の膜厚は、接続電極の膜厚よりも薄い。   A tuning fork-type piezoelectric vibrating piece according to a first aspect is a tuning-fork type piezoelectric vibrating piece fixed by a conductive member in a package, and includes a connection electrode electrically connected to the conductive member, and a base made of a piezoelectric material. A pair of vibrating arms formed with excitation electrodes extending in a predetermined direction and electrically connected to the connection electrodes, the vibrating arms having front and back surfaces and both side surfaces intersecting on both sides of the front and back surfaces. Grooves extending in a predetermined direction are formed on the back surface, and the excitation electrodes have front and back electrodes formed in the groove portions on the front and back surfaces, and side electrodes formed on both side surfaces, respectively, The thickness is smaller than the thickness of the connection electrode.

第2の観点の音叉型圧電振動片は、第1の観点において、接続電極および励振電極は、圧電材上に形成される第1層と第1層上に形成される第2層とからなり、表裏電極の第2層は、接続電極の第2層よりも薄い。   A tuning fork type piezoelectric vibrating piece according to a second aspect is the first aspect, wherein the connection electrode and the excitation electrode include a first layer formed on the piezoelectric material and a second layer formed on the first layer. The second layer of the front and back electrodes is thinner than the second layer of the connection electrode.

第3の観点の音叉型圧電振動片は、第1の観点または第2の観点において、表裏電極の膜厚は、接続電極の膜厚の20〜90%である。   In the tuning fork type piezoelectric vibrating piece of the third aspect, in the first aspect or the second aspect, the film thickness of the front and back electrodes is 20 to 90% of the film thickness of the connection electrode.

第4の観点の音叉型圧電振動片は、第1の観点から第3の観点において、接続電極は基部に形成されている。   In the tuning fork type piezoelectric vibrating piece according to the fourth aspect, the connection electrode is formed at the base in the first to third aspects.

第5の観点の音叉型圧電振動片は、第1の観点から第3の観点において、一対の振動腕の両外側で基部から所定方向に伸びる一対の支持腕を備え、接続電極は支持腕の先端に形成されている。   A tuning fork type piezoelectric vibrating piece according to a fifth aspect includes, in the first to third aspects, a pair of support arms extending in a predetermined direction from the base on both outer sides of the pair of vibration arms, and the connection electrode is formed of the support arm. It is formed at the tip.

第6の観点の音叉型圧電振動片は、第1の観点から第5の観点において、表裏電極の膜厚は、不活性ガスによるエッチング、レーザ照射又はメタルエッチングによって薄く形成される。   In the tuning fork type piezoelectric vibrating piece according to the sixth aspect, from the first aspect to the fifth aspect, the film thickness of the front and back electrodes is formed thin by etching with an inert gas, laser irradiation or metal etching.

第7の観点の音叉型圧電振動片は、パッケージ内に固定される音叉型圧電振動片であって、圧電材からなる基部から所定方向に伸び、表裏面と表裏面を両側で交差する両側面とを有する一対の振動腕と、表裏面に形成された表裏電極と、両側面にそれぞれ形成された側面電極とを有する励振電極と、を備え、側面電極の膜厚又は表裏電極の膜厚と周波数温度特性の頂点温度との対応関係のデータに基づいて、側面電極の膜厚は、周波数温度特性の頂点温度が所望の温度となるように調整され、側面電極又は表裏電極に段差もしくは粗面が形成されている音叉型圧電振動片。   A tuning fork type piezoelectric vibrating piece according to a seventh aspect is a tuning fork type piezoelectric vibrating piece fixed in a package, extending in a predetermined direction from a base portion made of a piezoelectric material, and intersecting both sides of the front and back surfaces. A pair of vibrating arms, front and back electrodes formed on the front and back surfaces, and excitation electrodes having side electrodes formed on both side surfaces, respectively, and the film thickness of the side electrodes or the film thickness of the front and back electrodes Based on the data of the correspondence relationship with the peak temperature of the frequency temperature characteristic, the film thickness of the side electrode is adjusted so that the peak temperature of the frequency temperature characteristic becomes a desired temperature, and a step or rough surface is formed on the side electrode or the front and back electrodes. A tuning-fork type piezoelectric vibrating piece in which is formed.

第8の観点の音叉型圧電振動片は、第7の観点において、頂点温度が所望の温度よりも高い際には、側面電極又は表裏電極の膜厚が厚くされる請求項7に記載の音叉型圧電振動片。   The tuning fork type piezoelectric vibrating piece according to the eighth aspect is the tuning fork type according to the seventh aspect, wherein the film thickness of the side electrode or the front and back electrodes is increased when the vertex temperature is higher than a desired temperature. Piezoelectric vibrating piece.

第9の観点の音叉型圧電振動片は、第8の観点において、側面電極又は表裏電極の膜厚は、スパッタリングまたは真空蒸着によって厚く形成される。   The tuning-fork type piezoelectric vibrating piece according to the ninth aspect is the eighth aspect, wherein the film thickness of the side electrodes or the front and back electrodes is increased by sputtering or vacuum deposition.

第10の観点の音叉型圧電振動片は、第7の観点において、頂点温度が所望の温度よりも低い際には、側面電極又は表裏電極の膜厚が薄くされる。   In the tuning fork type piezoelectric vibrating piece according to the tenth aspect, in the seventh aspect, when the vertex temperature is lower than a desired temperature, the thickness of the side electrode or the front and back electrodes is reduced.

第11の観点の音叉型圧電振動片は、第10の観点において、側面電極又は表裏電極の膜厚は、不活性ガスによるエッチング、レーザ照射又はメタルエッチングによって薄く形成される。   In the tenth aspect, the tuning-fork type piezoelectric vibrating piece according to the eleventh aspect is formed such that the thickness of the side electrode or the front and back electrodes is reduced by etching with an inert gas, laser irradiation, or metal etching.

第12の観点の音叉型圧電振動片は、第7の観点から第11の観点において、励振電極は、圧電材上に形成される第1層と第1層上に形成される第2層とからなり、側面電極又は表裏電極の第2層の膜厚が調整される。   A tuning fork type piezoelectric vibrating piece according to a twelfth aspect is the seventh aspect to the eleventh aspect, wherein the excitation electrode includes a first layer formed on the piezoelectric material and a second layer formed on the first layer. The thickness of the second layer of the side electrode or the front and back electrodes is adjusted.

第13の観点の圧電デバイスは、第1の観点から第12の観点の音叉型圧電振動片と、音叉型圧電振動片を収納するパッケージを有する。   A piezoelectric device according to a thirteenth aspect includes a tuning fork type piezoelectric vibrating piece according to the first aspect to a twelfth aspect and a package that houses the tuning fork type piezoelectric vibrating piece.

本発明は、振動の妨げになる要因を減らしCI値を抑えた音叉型圧電振動片および圧電デバイスを提供できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a tuning fork type piezoelectric vibrating piece and a piezoelectric device that reduce the factor that hinders vibration and suppress the CI value.

(a)は、第1音叉型圧電振動片100の平面図である。 (b)は、図1(a)のB−B断面における第1音叉型圧電振動片100の断面図である。 (c)は、図1(a)のC−C断面における第1音叉型圧電振動片100の断面図である。FIG. 4A is a plan view of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100. FIG. 2B is a cross-sectional view of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 in the BB cross section of FIG. FIG. 2C is a cross-sectional view of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 in the CC cross section of FIG. (a)は、第1音叉型圧電振動片100のCI値と溝部第2層の膜厚/基部第2層の膜厚(F1/F2)との関係を示したグラフである。 (b)は、第1音叉型圧電振動片100のCI値と側面第2層532の膜厚/基部第2層51の膜厚(F4/F2)との関係を示したグラフである。 (c)は、レーザ光の照射により溝部第2層531Rの一部が除去された右溝領域13Rの写真である。 (d)は、スパッタリングにより側面第2層532Rの膜厚が厚くされた右溝領域13Rの断面図である。(A) is a graph showing the relationship between the CI value of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 and the thickness of the groove second layer / the thickness of the base second layer (F1 / F2). (B) is a graph showing the relationship between the CI value of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 and the film thickness of the side surface second layer 532 / the film thickness of the base second layer 51 (F4 / F2). (C) is a photograph of the right groove region 13R from which part of the groove second layer 531R has been removed by laser light irradiation. FIG. 6D is a cross-sectional view of the right groove region 13R in which the thickness of the second side layer 532R is increased by sputtering. (a)は、圧電デバイス1000の斜視図である。 (b)は、図3(a)及び図3(c)のE−E断面における圧電デバイス1000の断面図である。 (c)は、図3(b)のF−F断面における圧電デバイス1000の断面図である。(A) is a perspective view of the piezoelectric device 1000. FIG. (B) is sectional drawing of the piezoelectric device 1000 in the EE cross section of Fig.3 (a) and FIG.3 (c). (C) is sectional drawing of the piezoelectric device 1000 in the FF cross section of FIG.3 (b). 第1音叉型圧電振動片100の電極形成の第1フローチャートである。4 is a first flowchart of electrode formation of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100. FIG. 第1音叉型圧電振動片100の電極形成の第2フローチャートである。4 is a second flowchart of electrode formation of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100. FIG. (a)は、第1音叉型圧電振動片100が形成された圧電材ウエハ150の平面図である。 (b)は、圧電材ウエハ150の拡大部160を示した図である。(A) is a plan view of the piezoelectric material wafer 150 on which the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 is formed. FIG. 4B is a diagram showing an enlarged portion 160 of the piezoelectric material wafer 150. FIG. (a)は、第1マスクカバー171の一部を拡大した図である。 (b)は、第2マスクカバー173の一部を拡大した図である。(A) is the figure which expanded a part of 1st mask cover 171. FIG. FIG. 6B is an enlarged view of a part of the second mask cover 173. FIG. 第1音叉型圧電振動片100の電極形成の第3フローチャートである。10 is a third flowchart of electrode formation of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100. FIG. (a)は、第3マスクカバー175の一部を拡大した図である。 (b)は、第4マスクカバー177の一部を拡大した図である。(A) is the figure which expanded a part of 3rd mask cover 175. FIG. (B) is an enlarged view of a part of the fourth mask cover 177. (a)は、周波数温度特性を示したグラフである。 (b)は、第1音叉型圧電振動片100における頂点温度ZTCと側面第2層の膜厚F4との関係を示したグラフである。 (c)は、第1音叉型圧電振動片100における頂点温度ZTCと溝部第2層531の膜厚F1との関係を示したグラフである。 (d)は、側面第2層532の膜厚F4を薄くした場合の右溝領域13Rの概略断面図である。 (e)は、側面第2層532の膜厚F4を厚くした場合の右溝領域13Rの概略断面図である。(A) is the graph which showed the frequency temperature characteristic. (B) is a graph showing the relationship between the vertex temperature ZTC and the film thickness F4 of the second side surface layer in the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100. FIG. (C) is a graph showing the relationship between the vertex temperature ZTC and the film thickness F1 of the groove second layer 531 in the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100. (D) is a schematic sectional view of the right groove region 13R when the film thickness F4 of the side surface second layer 532 is reduced. (E) is a schematic sectional drawing of the right groove area | region 13R when the film thickness F4 of the side surface 2nd layer 532 is thickened. 音叉型圧電振動片100の頂点温度ZTCの調整方法を説明するためのフローチャートである。6 is a flowchart for explaining a method of adjusting the vertex temperature ZTC of the tuning fork type piezoelectric vibrating piece 100. 第5マスクカバー179の一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part of 5th mask cover 179. FIG. (a)は、第2音叉型圧電振動片200の平面図である。 (b)は、第2音叉型圧電振動片200のG−G断面における断面図である。 (c)は、圧電デバイス2000を−Z軸方向に見た断面図である。FIG. 4A is a plan view of a second tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 200. FIG. FIG. 6B is a cross-sectional view of the second tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 200 taken along the line GG. (C) is a cross-sectional view of the piezoelectric device 2000 as viewed in the −Z-axis direction. (a)は、第3音叉型圧電振動片300の平面図である。 (b)は、図14(a)のK−K断面における、圧電デバイス3000を組み立てる前の状態を示した概略断面図である。 (c)は、図14(a)のH−H断面における第3音叉型圧電振動片300の断面図である。FIG. 6A is a plan view of a third tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 300. FIG. (B) is the schematic sectional drawing which showed the state before assembling the piezoelectric device 3000 in the KK cross section of Fig.14 (a). FIG. 14C is a cross-sectional view of the third tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 300 in the HH cross section of FIG.

以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the scope of the present invention is not limited to these forms unless otherwise specified in the following description.

<第1音叉型圧電振動片100の構成>
第1音叉型圧電振動片100について、図1を参照しながら説明する。
図1(a)は、第1音叉型圧電振動片100の平面図である。また、図1(b)は、図1(a)のB−B断面における第1音叉型圧電振動片100の断面図であり、図1(c)は、図1(a)のC−C断面における第1音叉型圧電振動片100の断面図である。以下、振動腕12が伸びている方向をY軸方向、一対の振動腕12が並んでいる方向をX軸方向、X軸方向とY軸方向とに直交する方向をZ軸方向として説明する。
<Configuration of First Tuning Fork Type Piezoelectric Vibrating Piece 100>
The first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 will be described with reference to FIG.
FIG. 1A is a plan view of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100. 1B is a cross-sectional view of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 in the BB cross section of FIG. 1A, and FIG. 1C is a cross-sectional view of CC of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of a first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 in a cross section. Hereinafter, the direction in which the vibrating arm 12 extends will be described as the Y-axis direction, the direction in which the pair of vibrating arms 12 are aligned will be described as the X-axis direction, and the direction orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction will be described as the Z-axis direction.

第1音叉型圧電振動片100は、基部11と基部11からY軸方向に平行に伸びる一対の振動腕12とを備えている。振動腕12は表裏面と表裏面の両側で交差する両側面とを有している。また、第1音叉型圧電振動片100は圧電材CRを基材とする。圧電材CRには、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等が用いられる。   The first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 includes a base 11 and a pair of vibrating arms 12 extending from the base 11 in parallel to the Y-axis direction. The vibrating arm 12 has a front and back surface and both side surfaces that intersect on both sides of the front and back surface. The first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 has a piezoelectric material CR as a base material. For the piezoelectric material CR, crystal, lithium tantalate, lithium niobate or the like is used.

一対の振動腕12は、−Y軸側にY軸に伸びる溝部23および溝部23の両側の側面部24を有する溝領域13と+Y軸側に錘の役目を有する錘領域19とからなる。一対の振動腕12の+X軸側を右振動腕12Rと−X軸側を左振動腕12Lと呼ぶ。同様に、溝領域13の+X軸側を右溝領域13Rと−X軸側を左溝領域13Lと呼び、溝部23の+X軸側を右溝部23Rと−X軸側を左溝部23Lと呼び、錘領域19の+X軸側を右錘部19Rと−X軸側を左錘部19Lと呼ぶ。   The pair of vibrating arms 12 includes a groove region 13 having a groove portion 23 extending on the Y axis side on the −Y axis side and side surface portions 24 on both sides of the groove portion 23, and a weight region 19 having a weight function on the + Y axis side. The + X axis side of the pair of vibrating arms 12 is referred to as a right vibrating arm 12R, and the −X axis side is referred to as a left vibrating arm 12L. Similarly, the + X axis side of the groove region 13 is called a right groove region 13R and the −X axis side is called a left groove region 13L, the + X axis side of the groove portion 23 is called a right groove portion 23R, and the −X axis side is called a left groove portion 23L. The + X axis side of the weight region 19 is referred to as a right weight part 19R, and the −X axis side is referred to as a left weight part 19L.

第1音叉型圧電振動片100は小型化されると振動周波数が高くなる傾向がある。右錘部19Rおよび左錘部19Lは、第1音叉型圧電振動片100の振動周波数を低くし、振動腕12の振動を安定化させる役割がある。右溝部23Rおよび左溝部23Lは、後述する励振電極が形成され、CI値(クリスタルインピーダンス値)の上昇を抑える。   When the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 is downsized, the vibration frequency tends to increase. The right weight part 19R and the left weight part 19L have a role of lowering the vibration frequency of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 and stabilizing the vibration of the vibrating arm 12. The right groove portion 23R and the left groove portion 23L are formed with excitation electrodes, which will be described later, and suppress an increase in CI value (crystal impedance value).

基部11のY軸方向の長さL1は、例えば0.58mmないし0.64mmに形成されている。また、振動腕12のY軸方向の長さL2は約1.45mmないし1.65mmに形成されている。従って、振動腕12の長さL2に対する基部11の長さL1は、約40パーセントとなっている。また、溝領域13のY軸方向の長さL3は振動腕12の長さL2の約60パーセントから70パーセントであり、0.87mmから1.12mmに形成されている。   A length L1 of the base portion 11 in the Y-axis direction is, for example, 0.58 mm to 0.64 mm. The length L2 of the vibrating arm 12 in the Y-axis direction is about 1.45 mm to 1.65 mm. Therefore, the length L1 of the base 11 with respect to the length L2 of the vibrating arm 12 is about 40 percent. The length L3 of the groove region 13 in the Y-axis direction is about 60% to 70% of the length L2 of the vibrating arm 12, and is formed from 0.87 mm to 1.12 mm.

基部11のX軸方向の長さW1は0.42mmないし0.50mm程度である。錘領域19のX軸方向の幅W2は、0.08mmないし0.12mm程度である。右溝領域13Rと左溝領域13Lとの間の距離W3は0.1mmないし0.15mm程度である。また、右溝部23R及び左溝部23Lの幅W4は、振動腕12の幅の約80パーセントで0.07mmから0.1mm程度である。   The length W1 of the base 11 in the X-axis direction is about 0.42 mm to 0.50 mm. A width W2 of the weight region 19 in the X-axis direction is about 0.08 mm to 0.12 mm. A distance W3 between the right groove region 13R and the left groove region 13L is about 0.1 mm to 0.15 mm. Further, the width W4 of the right groove portion 23R and the left groove portion 23L is about 0.07 mm to 0.1 mm, which is about 80% of the width of the vibrating arm 12.

第1音叉型圧電振動片100の厚さD1は、0.08mmないし0.12mm程度である。また、+Z軸側及び−Z軸側の溝領域13の深さD2は、振動腕12の厚さの30パーセントから45パーセントであり、0.03mmから0.045mmとなる。   The thickness D1 of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 is about 0.08 mm to 0.12 mm. Further, the depth D2 of the groove region 13 on the + Z axis side and the −Z axis side is 30% to 45% of the thickness of the vibrating arm 12, and is 0.03 mm to 0.045 mm.

第1音叉型圧電振動片100には、基部11、錘領域19、溝領域13のそれぞれに電極が形成される。電極として用いられる金(Au)、銀(Ag)は圧電材CRに直接形成することが困難であるため、圧電材CRの表面に電極と同じ形状にCr、Ni等からなる第1層15を形成し、第1層15の表面に金、銀等からなる第2層(51、531、532、59)を形成している。つまり、電極は第1層15と第2層(51、531、532、59)とにより構成される。   In the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100, electrodes are formed on each of the base portion 11, the weight region 19, and the groove region 13. Since gold (Au) and silver (Ag) used as electrodes are difficult to form directly on the piezoelectric material CR, the first layer 15 made of Cr, Ni or the like is formed on the surface of the piezoelectric material CR in the same shape as the electrodes. The second layer (51, 531, 532, 59) made of gold, silver or the like is formed on the surface of the first layer 15. That is, the electrode is composed of the first layer 15 and the second layer (51, 531, 532, 59).

第1層15の膜厚F3(図1(c)参照)は、50Å〜200Åで形成される。第1層15の膜厚F3は、基部11、溝領域13、錘領域19で略同じ厚さである。圧電材CRの形状、真空蒸着装置またはスパッタ装置内での圧電材CRの配置によって、第1層15の膜厚F3に違いが発生することはある。第1層15の膜厚F3はできるだけ薄い方が好ましい。第2層(51、531、532)の膜厚については後述する。   The film thickness F3 (see FIG. 1C) of the first layer 15 is 50 to 200 mm. The thickness F3 of the first layer 15 is substantially the same in the base 11, the groove region 13, and the weight region 19. A difference may occur in the film thickness F3 of the first layer 15 depending on the shape of the piezoelectric material CR and the arrangement of the piezoelectric material CR in the vacuum evaporation apparatus or the sputtering apparatus. The film thickness F3 of the first layer 15 is preferably as thin as possible. The film thickness of the second layer (51, 531, 532) will be described later.

溝領域13には、励振電極53が形成される。各振動腕12の溝領域13に形成される励振電極53は、図1(b)に示されるように、溝部23に形成される溝部第2層531と、+X軸及び−X軸側面に形成される側面第2層532とに分けることができる。右溝部23Rには溝部第2層531Rが形成され、左溝部23Lには溝部第2層531Lが形成される。また、右溝領域13Rの+X軸側面及び−X軸側面には側面第2層532Rが形成され、左溝領域13Lの+X軸側面及び−X軸側面には側面第2層532Lが形成される。   An excitation electrode 53 is formed in the groove region 13. As shown in FIG. 1B, the excitation electrode 53 formed in the groove region 13 of each vibrating arm 12 is formed on the groove portion second layer 531 formed in the groove portion 23 and on the side surfaces of the + X axis and the −X axis. The side surface second layer 532 can be divided. A groove second layer 531R is formed in the right groove 23R, and a groove second layer 531L is formed in the left groove 23L. Further, the second side surface layer 532R is formed on the + X axis side surface and the −X axis side surface of the right groove region 13R, and the second side layer 532L is formed on the + X axis side surface and the −X axis side surface of the left groove region 13L. .

基部11には基部第2層51が形成されており、基部11の+X軸側に形成された基部第2層を51R、−X軸側に形成された基部第2層を51Lとする。図1(c)に示されるように、基部第2層51R及び基部第2層51Lはそれぞれ基部11の+Z軸側の面から側面を介して−Z軸側の面まで形成されている。   A base second layer 51 is formed on the base 11, and the base second layer formed on the + X axis side of the base 11 is 51R, and the base second layer formed on the −X axis side is 51L. As shown in FIG. 1C, the base second layer 51R and the base second layer 51L are each formed from the surface on the + Z-axis side of the base 11 to the surface on the −Z-axis side through the side surface.

図1(a)〜(c)に示されているように、第1音叉型圧電振動片100に形成されている第2層は、基部第2層51Rと、側面第2層532Rと、錘領域第2層59Rと、溝部第2層531Lとが電気的に接続されている。また、基部第2層51Lと、側面第2層532Lと、錘領域第2層59Lと、溝部第2層531Rとが電気的に接続されている。図1(a)〜(c)では、同じ電位の第2層に対して同じ模様のハッチングが描かれている。
また、錘領域19には、錘領域第2層59が形成されており、右錘部19Rに錘領域第2層59Rが形成され、左錘部19Lに錘領域第2層59Lが形成される。
As shown in FIGS. 1A to 1C, the second layer formed on the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 includes a base second layer 51R, a side surface second layer 532R, and a weight. The region second layer 59R and the groove second layer 531L are electrically connected. Further, the base second layer 51L, the side surface second layer 532L, the weight region second layer 59L, and the groove second layer 531R are electrically connected. 1A to 1C, hatching having the same pattern is drawn on the second layer having the same potential.
In the weight region 19, a weight region second layer 59 is formed, a weight region second layer 59R is formed in the right weight portion 19R, and a weight region second layer 59L is formed in the left weight portion 19L. .

第1音叉型圧電振動片100を振動させる際には、基部第2層51R及び基部第2層51Lに電圧が印加される。電圧が印加されると、第1音叉型圧電振動片100は、例えば共振周波数32.768kHzで振動する。   When the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 is vibrated, a voltage is applied to the base second layer 51R and the base second layer 51L. When a voltage is applied, the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 vibrates at a resonance frequency of 32.768 kHz, for example.

(クリスタルインピーダンス(CI値)に関して)
<電極の膜厚に関して>
図1(b)又は図1(c)に示すように、振動腕12の溝部23に形成された溝部第2層531は膜厚F1で形成され、基部第2層51は膜厚F2で形成され、側面第2層532は膜厚F4で形成されている。なお、スパッタリングまたは真空蒸着の状況に応じて、膜厚F1、膜厚F2および膜厚F4の厚さが領域によって変動する。たとえば図1(b)に示されるように、溝部23にはZ軸方向に伸びる面とX軸方向に面とがある。スパッタリングなどでは溝部23のZ軸方向に伸びる面は膜厚F1が薄く形成されやすく、溝部23のX軸方向に伸びる面は膜厚F1が厚く形成されやすい。本明細書では、溝部第2層531の全体の厚さの平均の厚さを膜厚F1とする。
(Crystal impedance (CI value))
<Regarding the film thickness of the electrode>
As shown in FIG. 1B or FIG. 1C, the groove second layer 531 formed in the groove 23 of the vibrating arm 12 is formed with a film thickness F1, and the base second layer 51 is formed with a film thickness F2. The side surface second layer 532 is formed with a film thickness F4. Note that the thicknesses of the film thickness F1, the film thickness F2, and the film thickness F4 vary depending on the region depending on the situation of sputtering or vacuum deposition. For example, as shown in FIG. 1B, the groove 23 has a surface extending in the Z-axis direction and a surface in the X-axis direction. In sputtering or the like, the surface extending in the Z-axis direction of the groove portion 23 is easily formed with a thin film thickness F1, and the surface extending in the X-axis direction of the groove portion 23 is easily formed with a large film thickness F1. In this specification, the average thickness of the entire thickness of the groove second layer 531 is defined as a film thickness F1.

基部第2層51の膜厚F2は、500Å〜2000Åに形成される。基部第2層51の膜厚F2は500Å以上であることが好ましい。基部第2層51において、第1音叉型圧電振動片100はパッケージ70内の接続端子74(図3(b)及び図3(c)を参照)に固定される。基部第2層51と接続端子74との電気的接続を確実にするために、基部第2層51の膜厚F2は厚い方が好ましい。基部第2層51の膜厚F2が500Åより薄くなると、電気的接続抵抗が大きくなり第1音叉型圧電振動片100のCI値が上がってしまう。一方、製造コストの観点から基部第2層51の膜厚F2は2000Å以下が好ましい。   The film thickness F2 of the base second layer 51 is formed to 500 to 2000 mm. The film thickness F2 of the base second layer 51 is preferably 500 mm or more. In the base second layer 51, the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 is fixed to the connection terminal 74 (see FIGS. 3B and 3C) in the package 70. In order to ensure electrical connection between the base second layer 51 and the connection terminal 74, it is preferable that the film thickness F2 of the base second layer 51 is thick. When the film thickness F2 of the base second layer 51 is less than 500 mm, the electrical connection resistance increases and the CI value of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 increases. On the other hand, the thickness F2 of the base second layer 51 is preferably 2000 mm or less from the viewpoint of manufacturing cost.

図2(a)は、第1音叉型圧電振動片100のCI値と溝部第2層531の膜厚/基部第2層51の膜厚(F1/F2)との関係を示したグラフである。図2(a)では、基部第2層51の膜厚F2を一定とし、溝部第2層531の膜厚F1を変えることによってF1/F2の値を変化させ、CI値が測定されている。また、このとき側面第2層532の膜厚F4は一定としている。   FIG. 2A is a graph showing the relationship between the CI value of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 and the film thickness of the groove second layer 531 / the film thickness of the base second layer 51 (F1 / F2). . In FIG. 2A, the film thickness F2 of the base second layer 51 is constant, and the value of F1 / F2 is changed by changing the film thickness F1 of the groove second layer 531 to measure the CI value. At this time, the thickness F4 of the second side layer 532 is constant.

図2(a)のグラフに示されるように、F1/F2が約50%の時にCI値が最も低くなっている。溝部第2層531の膜厚F1は所定厚さ以上に厚くなれば圧電材CRの振動を妨げることになり、CI値が上昇する。また、溝部第2層531の膜厚F1は薄すぎると電気抵抗が増してしまうため、CI値が上昇する。F1/F2が約30〜80%の時にCI値は60kΩ以下となり、良好なCI値が得られる。そのため、基部第2層51の膜厚F2が1000Åであるとき、溝部第2層531の膜厚F1は約300Å〜800Åであることが好ましい。   As shown in the graph of FIG. 2A, the CI value is the lowest when F1 / F2 is about 50%. If the film thickness F1 of the groove second layer 531 is larger than a predetermined thickness, the vibration of the piezoelectric material CR is hindered, and the CI value increases. Moreover, since the electrical resistance increases if the film thickness F1 of the groove second layer 531 is too thin, the CI value increases. When F1 / F2 is about 30 to 80%, the CI value is 60 kΩ or less, and a good CI value is obtained. Therefore, when the film thickness F2 of the base second layer 51 is 1000 mm, the film thickness F1 of the groove second layer 531 is preferably about 300 mm to 800 mm.

また、基部第2層51の膜厚F2を変えて同様の測定を行ったところ、次のような結果が得られている。基部第2層51の膜厚F2が500Åであるとき、溝部第2層531の膜厚F1は150Å〜450Å程度であることが好ましい。この膜厚は基部第2層51の膜厚F2の30%から90%になる。また、基部第2層51の膜厚F2が2000Åであるとき、溝部第2層531の膜厚F1は400Å〜800Å程度であることが好ましい。この膜厚は基部第2層51の膜厚F2の20%から40%になる。そのため、基部第2層51の膜厚F2が500〜2000Åであるときは、溝部第2層531の膜厚F1は基部第2層51の膜厚F2の20%から90%が好ましい。   Moreover, when the same measurement was performed by changing the film thickness F2 of the base second layer 51, the following results were obtained. When the film thickness F2 of the base second layer 51 is 500 mm, the film thickness F1 of the groove second layer 531 is preferably about 150 mm to 450 mm. This film thickness is 30% to 90% of the film thickness F2 of the base second layer 51. When the film thickness F2 of the base second layer 51 is 2000 mm, the film thickness F1 of the groove second layer 531 is preferably about 400 mm to 800 mm. This film thickness is 20% to 40% of the film thickness F2 of the base second layer 51. Therefore, when the film thickness F2 of the base second layer 51 is 500 to 2000 mm, the film thickness F1 of the groove second layer 531 is preferably 20% to 90% of the film thickness F2 of the base second layer 51.

溝部第2層531に電圧が印加されると、振動腕12の錘領域19はX軸方向に振動する。このときに溝部第2層531の膜厚F1が厚いと、錘領域19の振動の妨げとなりやすい。つまり励振電極53の膜厚が厚いと振動腕12の振動に与える影響が大きくなる。このため溝部第2層531の膜厚F1の厚さは、基部第2層51の膜厚F2よりも薄い方が好ましい。しかし、溝部第2層531の膜厚F1が、基部第2層51の膜厚F2の20%以下になると、CI値が著しく増大してしまう。   When a voltage is applied to the groove second layer 531, the weight region 19 of the vibrating arm 12 vibrates in the X-axis direction. At this time, if the film thickness F1 of the groove second layer 531 is large, vibration of the weight region 19 tends to be hindered. That is, when the thickness of the excitation electrode 53 is large, the influence on the vibration of the vibrating arm 12 is increased. Therefore, the thickness F1 of the groove second layer 531 is preferably thinner than the film thickness F2 of the base second layer 51. However, when the film thickness F1 of the groove second layer 531 is 20% or less of the film thickness F2 of the base second layer 51, the CI value is remarkably increased.

図2(b)は、第1音叉型圧電振動片100のCI値と側面第2層532の膜厚/基部第2層51の膜厚(F4/F2)との関係を示したグラフである。図2(b)では、基部第2層51の膜厚F2を一定とし、側面第2層532の膜厚F4を変えることによってF4/F2の値を変化させ、CI値が測定されている。また、このとき溝部第2層531の膜厚F1は一定としている。図2(b)のグラフからは、側面第2層532の膜厚F4の厚さを変化させてもCI値は変化しないことが分かる。   FIG. 2B is a graph showing the relationship between the CI value of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 and the film thickness of the side surface second layer 532 / the film thickness of the base second layer 51 (F4 / F2). . In FIG. 2B, the film thickness F2 of the base second layer 51 is constant, and the value of F4 / F2 is changed by changing the film thickness F4 of the side surface second layer 532, and the CI value is measured. At this time, the film thickness F1 of the groove second layer 531 is constant. From the graph of FIG. 2B, it can be seen that the CI value does not change even when the thickness F4 of the side surface second layer 532 is changed.

図2(a)より、溝部第2層531の膜厚F1を調整することによりCI値を下げるための調整を行うことができることが分かる。CI値を下げるための調整では溝部第2層531の膜厚F1のみを調整しても良いし、側面第2層532の膜厚F4がCI値に関係していないため(図2(b)参照)、溝部第2層531の膜厚F1及び側面第2層532の膜厚F4を含んだ溝領域12全体の第2層の膜厚を調整しても良い。   FIG. 2A shows that adjustment for lowering the CI value can be performed by adjusting the film thickness F <b> 1 of the groove second layer 531. In the adjustment for decreasing the CI value, only the film thickness F1 of the groove second layer 531 may be adjusted, or the film thickness F4 of the side surface second layer 532 is not related to the CI value (FIG. 2B). The thickness of the second layer in the entire groove region 12 including the thickness F1 of the groove second layer 531 and the thickness F4 of the side surface second layer 532 may be adjusted.

第2層の膜厚の調整において膜厚を薄くする方法としては、アルゴン等の不活性ガスを用いたドライエッチング、レーザ光の照射による金属膜の昇華、又はレジストをマスクとしたメタルエッチング等により行うことができる。例えば、図2(c)には、レーザ光の照射により溝部第2層531Rの一部が除去された右溝領域13Rの写真が示されている。図2(c)では、レーザ光により溝部第2層531Rの金属膜が昇華された複数の領域60が観察される。ドライエッチング、レーザ光又はメタルエッチング等の方法により膜厚が薄くされた場合は、薄くされた膜の表面が粗面状に形成される。また、同様の方法により側面第2層532Rの膜厚F4を調整することもできる。   As a method of reducing the film thickness in the adjustment of the film thickness of the second layer, dry etching using an inert gas such as argon, sublimation of a metal film by laser light irradiation, or metal etching using a resist as a mask, etc. It can be carried out. For example, FIG. 2C shows a photograph of the right groove region 13R from which part of the groove second layer 531R has been removed by laser light irradiation. In FIG. 2C, a plurality of regions 60 in which the metal film of the groove second layer 531R is sublimated by the laser beam are observed. When the film thickness is reduced by a method such as dry etching, laser light, or metal etching, the surface of the reduced film is formed into a rough surface. Further, the film thickness F4 of the second side layer 532R can be adjusted by the same method.

第2層の膜厚の調整において膜厚を厚くする方法としては、金属膜をスパッタリング又は真空蒸着等の方法によって追加成膜することにより行うことができる。例えば、図2(d)には、スパッタリングにより側面第2層532Rの膜厚F4が厚くされた右溝領域13Rの断面図が示されている。図2(d)では、初めに右溝領域13Rに側面第2層532Raが形成されており、さらに側面第2層532Raの表面に側面第2層532Rbがスパッタリングにより追加成膜されることにより、最終的に側面第2層532Rが形成されている。図2(d)では、側面第2層532Raと側面第2層532Rbとの境界に段差61が形成されている。同様の方法により、溝部第2層531Rの膜厚F1を調整することもできる。   As a method of increasing the film thickness in adjusting the film thickness of the second layer, a metal film can be additionally formed by a method such as sputtering or vacuum deposition. For example, FIG. 2D shows a cross-sectional view of the right groove region 13R in which the film thickness F4 of the second side layer 532R is increased by sputtering. In FIG. 2D, the side surface second layer 532Ra is first formed in the right groove region 13R, and the side surface second layer 532Rb is additionally formed on the surface of the side surface second layer 532Ra by sputtering. Finally, the second side layer 532R is formed. In FIG. 2D, a step 61 is formed at the boundary between the side surface second layer 532Ra and the side surface second layer 532Rb. The film thickness F1 of the groove second layer 531R can be adjusted by the same method.

上記のような膜厚の調整は、CI値の調整及び後述される頂点温度ZTCの調整時に行うことができる。またCI値及び頂点温度ZTCの調整は、図2(a)及び後述される図10(b)、図10(c)等に示されるような膜厚とCI値及び頂点温度ZTCとの対応関係のデータに基づいて好ましい膜厚が計算された後に行われることが望ましい。   The adjustment of the film thickness as described above can be performed at the time of adjusting the CI value and the apex temperature ZTC described later. The CI value and the apex temperature ZTC are adjusted by the correspondence between the film thickness, the CI value and the apex temperature ZTC as shown in FIG. 2A and FIGS. 10B and 10C described later. It is desirable that the measurement is performed after a preferable film thickness is calculated based on the above data.

<圧電デバイス1000の構成>
圧電デバイス1000は第1音叉型圧電振動片100を収納している。図3を参照して圧電デバイス1000について説明する。図3(a)は、圧電デバイス1000の斜視図であり、図3(b)は、図3(a)及び図3(c)のE−E断面における圧電デバイス1000の断面図であり、図3(c)は、図3(b)のF−F断面における圧電デバイス1000の断面図である。
<Configuration of piezoelectric device 1000>
The piezoelectric device 1000 houses the first tuning fork type piezoelectric vibrating piece 100. The piezoelectric device 1000 will be described with reference to FIG. 3A is a perspective view of the piezoelectric device 1000, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the piezoelectric device 1000 taken along the line EE in FIGS. 3A and 3C. 3 (c) is a cross-sectional view of the piezoelectric device 1000 in the FF cross section of FIG. 3 (b).

圧電デバイス1000は、パッケージ70と、リッド71と、第1音叉型圧電振動片100とにより構成されている。パッケージ70は、セラミックスを基材とした凹型の箱である。パッケージ70に形成された接続端子74はパッケージ70の壁の中に形成されている導通部76を通して、パッケージ70の外面に形成されている外部端子75と電気的に接続されている。外部端子75は不図示のプリント基板などにハンダ等で電気的に接続される端子である。リッド71は、パッケージ70を密封する金属板である。リッド71とパッケージ70とは封止材72により封止される。   The piezoelectric device 1000 includes a package 70, a lid 71, and a first tuning fork type piezoelectric vibrating piece 100. The package 70 is a concave box made of ceramics as a base material. The connection terminal 74 formed on the package 70 is electrically connected to an external terminal 75 formed on the outer surface of the package 70 through a conduction portion 76 formed in the wall of the package 70. The external terminal 75 is a terminal that is electrically connected to a printed circuit board (not shown) by solder or the like. The lid 71 is a metal plate that seals the package 70. The lid 71 and the package 70 are sealed with a sealing material 72.

第1音叉型圧電振動片100は、リッド71とパッケージ70とにより形成されたキャビティ内に固定される。第1音叉型圧電振動片100の基部第2層51の一部の領域は接続電極の役割を担う。接続電極は、パッケージ70の内面に形成されている接続端子74と導電性接着剤73またはハンダなどの導電部材を介して電気的に接続される電極である。第1音叉型圧電振動片100は、基部第2層51の一部の領域に導電性接着剤73が塗布され、接続端子74上に固定される。   The first tuning fork type piezoelectric vibrating piece 100 is fixed in a cavity formed by the lid 71 and the package 70. A part of the base second layer 51 of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 serves as a connection electrode. The connection electrode is an electrode that is electrically connected to the connection terminal 74 formed on the inner surface of the package 70 via a conductive member such as a conductive adhesive 73 or solder. In the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100, a conductive adhesive 73 is applied to a partial region of the base second layer 51 and fixed on the connection terminal 74.

<音叉型圧電振動片の電極形成フローチャート>
第1音叉型圧電振動片100の電極形成では、複数の方法が考えられる。以下、第1フローチャート、第2フローチャート及び第3フローチャートを参考にして3つの第1音叉型圧電振動片100の電極形成の方法について説明する。
<Electrode formation flowchart of tuning fork type piezoelectric vibrating piece>
A plurality of methods are conceivable for forming the electrode of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100. Hereinafter, a method of forming electrodes of the three first tuning-fork type piezoelectric vibrating pieces 100 will be described with reference to the first flowchart, the second flowchart, and the third flowchart.

図4は、第1音叉型圧電振動片100の電極形成の第1フローチャートである。また、図6(a)は第1音叉型圧電振動片100が形成された圧電材ウエハ150の平面図であり、図6(b)は圧電材ウエハ150の拡大部160を示した図である。また、図7(a)は第1マスクカバー171の一部を拡大した図であり、図7(b)は第2マスクカバー173の一部を拡大した図である。図7では、図6(b)の拡大部160の第1音叉型圧電振動片100の外形を点線で示している。   FIG. 4 is a first flowchart of electrode formation of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100. FIG. 6A is a plan view of the piezoelectric material wafer 150 on which the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 is formed, and FIG. 6B is a diagram showing an enlarged portion 160 of the piezoelectric material wafer 150. . FIG. 7A is an enlarged view of a part of the first mask cover 171, and FIG. 7B is an enlarged view of a part of the second mask cover 173. In FIG. 7, the outer shape of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 of the enlarged portion 160 of FIG. 6B is indicated by a dotted line.

図4、図6及び図7を参照して第1音叉型圧電振動片100への電極形成過程について説明する。
図4のフローチャートの開始時における第1音叉型圧電振動片100は、圧電材ウエハ150に第1音叉型圧電振動片100が形成された図6(a)の状態である。図6(b)で示されるように、圧電材ウエハ150には振動腕12の溝部23を有する第1音叉型圧電振動片100の外形が形成されている。圧電材ウエハ150は、例えば厚さ0.12mmの人工水晶からなり、直径は3インチまたは4インチである。さらに、圧電材ウエハ150の周縁部の一部には結晶方向を特定するためのオリエンテーションフラット151が形成されている。
An electrode forming process on the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 will be described with reference to FIGS. 4, 6, and 7.
The first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 at the start of the flowchart of FIG. 4 is in the state of FIG. 6A in which the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 is formed on the piezoelectric material wafer 150. As shown in FIG. 6B, the outer shape of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 having the groove 23 of the vibrating arm 12 is formed on the piezoelectric material wafer 150. The piezoelectric material wafer 150 is made of, for example, an artificial quartz having a thickness of 0.12 mm, and has a diameter of 3 inches or 4 inches. Further, an orientation flat 151 for specifying the crystal direction is formed on a part of the peripheral edge of the piezoelectric material wafer 150.

ステップS101において、圧電材ウエハ150全体に金属膜を蒸着またはスパッタリング等の手法により形成する。金属膜は、圧電材ウエハ150上に第1層15(図1(b)及び図1(c)を参照)となる金属膜が形成され、第1層15上に第2層となる金属膜が形成される。第2層となる金属膜はたとえば400Å程度の厚さで形成される。   In step S101, a metal film is formed on the entire piezoelectric material wafer 150 by a technique such as vapor deposition or sputtering. As the metal film, a metal film to be the first layer 15 (see FIGS. 1B and 1C) is formed on the piezoelectric material wafer 150, and a metal film to be the second layer on the first layer 15. Is formed. The metal film to be the second layer is formed with a thickness of about 400 mm, for example.

ステップS102では、第1層及び第2層が形成された圧電材ウエハ150に第1マスクカバー171または第2マスクカバー173を載置する。第1マスクカバー171または第2マスクカバー173は、図6(b)に示した圧電材ウエハ150の拡大部160に重ね合わされるように載置される。一度に圧電材ウエハ150の両面に金属膜を形成する場合には、両面にマスクカバーが載置される。   In step S102, the first mask cover 171 or the second mask cover 173 is placed on the piezoelectric material wafer 150 on which the first layer and the second layer are formed. The first mask cover 171 or the second mask cover 173 is placed so as to be superimposed on the enlarged portion 160 of the piezoelectric material wafer 150 shown in FIG. When metal films are formed on both surfaces of the piezoelectric material wafer 150 at once, mask covers are placed on both surfaces.

図7(a)に示されるように、第1マスクカバー171の領域231は開口領域であり、領域232はマスクされる部分である。第1マスクカバー171の領域232は第1音叉型圧電振動片100の溝領域13をカバーし溝領域13への金属膜の形成を防ぎ、領域231は基部11および錘領域19に金属膜の積層を許す。図7(b)に示されるように、第2マスクカバー173の領域236は開口領域であり、領域237はマスクされる領域である。第2マスクカバー173の領域237は第1音叉型圧電振動片100の溝領域13をカバーし溝領域13への金属膜の形成を防ぎ、領域236は基部11に金属膜の積層を許す。   As shown in FIG. 7A, the region 231 of the first mask cover 171 is an open region, and the region 232 is a portion to be masked. The region 232 of the first mask cover 171 covers the groove region 13 of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 and prevents formation of a metal film on the groove region 13, and the region 231 is a stack of metal films on the base 11 and the weight region 19. Forgive. As shown in FIG. 7B, the region 236 of the second mask cover 173 is an open region, and the region 237 is a masked region. The region 237 of the second mask cover 173 covers the groove region 13 of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 and prevents formation of a metal film on the groove region 13, and the region 236 allows the base 11 to be laminated with a metal film.

ステップS103において、スパッタリング等の手法により圧電材ウエハ150に金属膜を形成する。第1マスクカバー171が載置されれば、第1マスクカバー171の領域231を介して基部11および錘領域19にたとえば600Åの金属膜が積層される。溝領域13には金属膜が積層されない。第2マスクカバー173が載置されれば、第2マスクカバー173の領域236を介して基部11にたとえば600Åの金属膜が積層され、溝領域13には金属膜が積層されない。第1マスクカバー171または第2マスクカバー173を使用して金属膜を積層した結果、溝領域13の溝部第2層531の膜厚F1は400Å程度に形成され、基部11の基部第2層51の膜厚F2は1000Å程度に形成される。   In step S103, a metal film is formed on the piezoelectric material wafer 150 by a technique such as sputtering. When the first mask cover 171 is placed, a metal film of, for example, 600 mm is laminated on the base 11 and the weight region 19 via the region 231 of the first mask cover 171. A metal film is not laminated in the groove region 13. If the second mask cover 173 is placed, a metal film of 600 mm, for example, is laminated on the base 11 via the region 236 of the second mask cover 173, and no metal film is laminated on the groove region 13. As a result of laminating the metal film using the first mask cover 171 or the second mask cover 173, the film thickness F1 of the groove second layer 531 in the groove region 13 is formed to be about 400 mm, and the base second layer 51 of the base 11 is formed. The film thickness F2 is about 1000 mm.

ステップS104では、第2層の全面にフォトレジストをスプレーまたはスピンコートにより塗布する。その後フォトレジストを硬化させる。   In step S104, a photoresist is applied to the entire surface of the second layer by spraying or spin coating. Thereafter, the photoresist is cured.

ステップS105では、電極パターンと対応した不図示のフォトマスクを用意して、電極パターンをフォトレジスト膜が形成された圧電材ウエハ150に露光する。電極パターンは、第1音叉型圧電振動片100の両面に形成する必要があるため、圧電材ウエハ150の両面を露光する。   In step S105, a photomask (not shown) corresponding to the electrode pattern is prepared, and the electrode pattern is exposed to the piezoelectric material wafer 150 on which the photoresist film is formed. Since the electrode pattern needs to be formed on both surfaces of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100, both surfaces of the piezoelectric material wafer 150 are exposed.

ステップS106では、フォトレジスト膜を現像後、感光したフォトレジスト膜を除去する。残るフォトレジスト膜は電極パターンと対応したフォトレジスト膜になる。さらに、不要な金属膜をエッチングにより除去する。例えば、第2層に用いられる金属は金であり、第1層15に用いられる金属はクロムである。金はヨウ素とヨウ化カリウムの水溶液でエッチングされ、クロムは硝酸第2セリウムアンモニウムと酢酸との水溶液でエッチングされる。   In step S106, after the photoresist film is developed, the exposed photoresist film is removed. The remaining photoresist film becomes a photoresist film corresponding to the electrode pattern. Further, unnecessary metal films are removed by etching. For example, the metal used for the second layer is gold, and the metal used for the first layer 15 is chromium. Gold is etched with an aqueous solution of iodine and potassium iodide, and chromium is etched with an aqueous solution of ceric ammonium nitrate and acetic acid.

ステップS107において、圧電材ウエハ150のフォトレジストの除去を行う。これらの工程を経て第1音叉型圧電振動片100に第1層及び第2層が形成される。   In step S107, the photoresist on the piezoelectric material wafer 150 is removed. Through these steps, the first layer and the second layer are formed on the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100.

ステップS108において、圧電材ウエハ150上の第1音叉型圧電振動片100の共振周波数及びCI値を測定する。共振周波数が目的の周波数でない場合には錘領域19にレーザ光を照射して金属膜を昇華させて周波数を調整する。
ステップS109において、圧電材ウエハ150から第1音叉型圧電振動片100を切り取る。
In step S108, the resonance frequency and CI value of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 on the piezoelectric material wafer 150 are measured. If the resonance frequency is not the target frequency, the weight region 19 is irradiated with laser light to sublimate the metal film and the frequency is adjusted.
In step S <b> 109, the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 is cut from the piezoelectric material wafer 150.

図5は、第1音叉型圧電振動片100の電極形成の第2フローチャートである。図5及び図7(b)を参照して第1音叉型圧電振動片100への電極形成過程について説明する。   FIG. 5 is a second flowchart of electrode formation of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100. An electrode forming process on the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 will be described with reference to FIGS. 5 and 7B.

ステップS201において、圧電材ウエハ150全体に金属膜を第1層及び第2層が蒸着またはスパッタリング等の手法により形成する。第2層となる金属膜はたとえば400Å程度の厚さで形成される。   In step S201, the first layer and the second layer are formed on the entire piezoelectric material wafer 150 by a technique such as vapor deposition or sputtering. The metal film to be the second layer is formed with a thickness of about 400 mm, for example.

ステップS202では、第2層の全面にフォトレジストを塗布する。
ステップS203では、電極パターンをフォトレジスト膜が形成された圧電材ウエハ150に露光する。
ステップS204では、フォトレジスト膜を現像後、感光したフォトレジスト膜を除去する。さらに、不要な金属膜をエッチングにより除去する。
ステップS205において、圧電材ウエハ150のフォトレジストの除去を行う。これらの工程を経て第1音叉型圧電振動片100に第1層及び第2層が形成される。
In step S202, a photoresist is applied to the entire surface of the second layer.
In step S203, the electrode pattern is exposed to the piezoelectric material wafer 150 on which the photoresist film is formed.
In step S204, after developing the photoresist film, the exposed photoresist film is removed. Further, unnecessary metal films are removed by etching.
In step S205, the photoresist on the piezoelectric material wafer 150 is removed. Through these steps, the first layer and the second layer are formed on the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100.

ステップS206では、第1層及び第2層が形成された圧電材ウエハ150に第2マスクカバー173を載置する。第2マスクカバー173は、図6(b)に示した圧電材ウエハ150の拡大部160に重ね合わされるように載置される。   In step S206, the second mask cover 173 is placed on the piezoelectric material wafer 150 on which the first layer and the second layer are formed. The second mask cover 173 is placed so as to be overlaid on the enlarged portion 160 of the piezoelectric material wafer 150 shown in FIG.

図7(b)に示されるように、第2マスクカバー173の1つの開口領域236は、1つの第1音叉型圧電振動片100の基部第2層51Rと、隣接する第1音叉型圧電振動片100の基部第2層51L(図1を参照)とに金属膜の積層を許す。   As shown in FIG. 7B, one opening region 236 of the second mask cover 173 has a base second layer 51R of one first tuning fork type piezoelectric vibrating piece 100 and an adjacent first tuning fork type piezoelectric vibration. The metal film can be stacked on the base second layer 51L (see FIG. 1) of the piece 100.

ステップS207において、スパッタリング等の手法により圧電材ウエハ150に金属膜を形成する。第2マスクカバー173の領域236を介して、基部第2層51Rと第2層51Lとにたとえば600Åの金属膜が積層される。1つの第1音叉型圧電振動片100の基部第2層51Rと第2層51Lとの間には金属膜は形成されず、ショートすることはない。第2マスクカバー173を使用して金属膜を積層した結果、溝領域13の溝部第2層531の膜厚F1は400Å程度に形成され、基部11の基部第2層51の膜厚F2は1000Å程度に形成される。   In step S207, a metal film is formed on the piezoelectric material wafer 150 by a technique such as sputtering. Through the region 236 of the second mask cover 173, for example, a 600-mm metal film is laminated on the base second layer 51R and the second layer 51L. A metal film is not formed between the base second layer 51R and the second layer 51L of one first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100, and there is no short circuit. As a result of laminating the metal film using the second mask cover 173, the film thickness F1 of the groove second layer 531 in the groove region 13 is formed to about 400 mm, and the film thickness F2 of the base second layer 51 of the base 11 is 1000 mm. Formed to a degree.

ステップS208において、圧電材ウエハ150上の第1音叉型圧電振動片100の共振周波数及びCI値を測定し、調整する。
ステップS209において、圧電材ウエハ150から第1音叉型圧電振動片100を切り取る。
In step S208, the resonance frequency and CI value of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 on the piezoelectric material wafer 150 are measured and adjusted.
In step S209, the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 is cut from the piezoelectric material wafer 150.

図8は、第1音叉型圧電振動片100の電極形成の第3フローチャートである。図8及び図9を参照して第1音叉型圧電振動片100への電極形成過程について説明する。また、図9(a)はエッチング用の第3マスクカバー175の一部を拡大した図であり、図9(b)はエッチング用の第4マスクカバー177の一部を拡大した図である。図9では、図6(b)の拡大部160の第1音叉型圧電振動片100の外形を点線で示している。   FIG. 8 is a third flowchart of electrode formation of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100. An electrode forming process on the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 will be described with reference to FIGS. FIG. 9A is an enlarged view of a part of the third mask cover 175 for etching, and FIG. 9B is an enlarged view of a part of the fourth mask cover 177 for etching. In FIG. 9, the outer shape of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 of the enlarged portion 160 in FIG. 6B is indicated by a dotted line.

ステップS301において、圧電材ウエハ150全体に金属膜を蒸着またはスパッタリング等の手法により形成する。第2層となる金属膜はたとえば1000Å程度の厚さで形成される。   In step S301, a metal film is formed on the entire piezoelectric material wafer 150 by a technique such as vapor deposition or sputtering. The metal film to be the second layer is formed with a thickness of about 1000 mm, for example.

ステップS302では、第2層の全面にフォトレジストを塗布する。
ステップS303では、電極パターンをフォトレジスト膜が形成された圧電材ウエハ150に露光する。
ステップS304では、フォトレジスト膜を現像後、感光したフォトレジスト膜を除去する。さらに、不要な金属膜をエッチングにより除去する。
ステップS305において、圧電材ウエハ150のフォトレジストの除去を行う。これらの工程を経て第1音叉型圧電振動片100に第1層及び第2層が形成される。
In step S302, a photoresist is applied to the entire surface of the second layer.
In step S303, the electrode pattern is exposed to the piezoelectric material wafer 150 on which the photoresist film is formed.
In step S304, after the photoresist film is developed, the exposed photoresist film is removed. Further, unnecessary metal films are removed by etching.
In step S305, the photoresist on the piezoelectric material wafer 150 is removed. Through these steps, the first layer and the second layer are formed on the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100.

ステップS306では、第1層及び第2層が形成された圧電材ウエハ150に第3マスクカバー175または第4マスクカバー177を載置する。第3マスクカバー175または第4マスクカバー177は、図6(b)に示した圧電材ウエハ150の拡大部160に重ね合わされるように載置される。   In step S306, the third mask cover 175 or the fourth mask cover 177 is placed on the piezoelectric material wafer 150 on which the first layer and the second layer are formed. The 3rd mask cover 175 or the 4th mask cover 177 is mounted so that it may overlap with the enlarged part 160 of the piezoelectric material wafer 150 shown in FIG.6 (b).

図9(a)に示されるように、第3マスクカバー175の領域233は開口領域であり、領域234はマスクされる領域である。第3マスクカバー175の領域234は第1音叉型圧電振動片100の錘領域19および基部11をカバーし錘領域19および基部11の金属膜が薄くなることを防ぎ、領域233は、溝部第2層531および側面第2層532(図1を参照)の金属膜が薄くなることを許す。図9(b)に示されるように、第4マスクカバー177の領域238は開口領域であり、領域239はマスクされる領域である。第4マスクカバー177の領域239は第1音叉型圧電振動片100の錘領域19、基部11、側面部24(図1を参照)をカバーし錘領域19、基部11、側面部24の金属膜が薄くなることを防ぎ、領域238は、溝部第2層531のみの金属膜が薄くなることを許す。   As shown in FIG. 9A, the region 233 of the third mask cover 175 is an open region, and the region 234 is a masked region. The region 234 of the third mask cover 175 covers the weight region 19 and the base portion 11 of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 and prevents the metal film of the weight region 19 and the base portion 11 from being thinned. The metal film of the layer 531 and the side surface second layer 532 (see FIG. 1) is allowed to be thinned. As shown in FIG. 9B, the region 238 of the fourth mask cover 177 is an open region, and the region 239 is a masked region. A region 239 of the fourth mask cover 177 covers the weight region 19, the base portion 11, and the side surface portion 24 (see FIG. 1) of the first tuning fork type piezoelectric vibrating piece 100, and the metal film of the weight region 19, the base portion 11, and the side surface portion 24. The region 238 allows the metal film of only the groove second layer 531 to be thinned.

ステップS307では、アルゴン等の不活性ガスを使用したドライエッチング等により溝領域13または溝部23の金属膜を薄くする。第3マスクカバー175または第4マスクカバー177を使用して金属膜を薄くした結果、溝領域13の溝部第2層531(図1を参照)の膜厚F1はたとえば400Å程度に形成される。第3マスクカバー175を使用した場合は側面第2層532(図1を参照)の膜厚F4も薄くされ、たとえば400Å程度に形成される。   In step S307, the metal film in the groove region 13 or the groove portion 23 is thinned by dry etching using an inert gas such as argon. As a result of thinning the metal film using the third mask cover 175 or the fourth mask cover 177, the film thickness F1 of the groove second layer 531 (see FIG. 1) in the groove region 13 is formed to be about 400 mm, for example. When the third mask cover 175 is used, the film thickness F4 of the side surface second layer 532 (see FIG. 1) is also reduced, for example, about 400 mm.

ステップS308において、圧電材ウエハ150上の第1音叉型圧電振動片100の共振周波数及びCI値を測定し、調整する。
ステップS309において、圧電材ウエハ150から第1音叉型圧電振動片100を切り取る。
なお、第3フローチャートにおいて、溝部第2層531の膜厚F1または側面第2層532の膜厚F4をドライエッチングではなく、レーザ照射により薄くしてもよい。
In step S308, the resonance frequency and CI value of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 on the piezoelectric material wafer 150 are measured and adjusted.
In step S <b> 309, the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 is cut from the piezoelectric material wafer 150.
In the third flowchart, the film thickness F1 of the groove second layer 531 or the film thickness F4 of the side surface second layer 532 may be reduced by laser irradiation instead of dry etching.

(頂点温度ZTCに関して)
<側面第2層の膜厚F4の調整>
次に、第1音叉型圧電振動片100の頂点温度ZTCの調整について説明する。実験を繰り返すことで、頂点温度ZTCと溝部第2層531の膜厚F1及び側面第2層532の膜厚F4とに関連があることを見出した。
(For the apex temperature ZTC)
<Adjustment of film thickness F4 of the second side layer>
Next, the adjustment of the vertex temperature ZTC of the first tuning fork type piezoelectric vibrating piece 100 will be described. By repeating the experiment, it was found that the vertex temperature ZTC was related to the film thickness F1 of the groove second layer 531 and the film thickness F4 of the side surface second layer 532.

図10(a)は、第1音叉型圧電振動片100の周波数温度特性を示したグラフである。図10(b)は第1音叉型圧電振動片100における頂点温度ZTCと側面第2層532の膜厚F4との関係を示したグラフである。図10(c)は、第1音叉型圧電振動片100における頂点温度ZTCと溝部第2層531の膜厚F1との関係を示したグラフである。図10(d)は側面第2層532の膜厚F4を薄くした場合の右溝領域13Rの概略断面図であり、図10(e)は側面第2層532の膜厚F4を厚くした場合の右溝領域13Rの概略断面図である。   FIG. 10A is a graph showing frequency temperature characteristics of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100. FIG. 10B is a graph showing the relationship between the vertex temperature ZTC and the film thickness F4 of the side surface second layer 532 in the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100. FIG. 10C is a graph showing the relationship between the vertex temperature ZTC and the film thickness F1 of the groove second layer 531 in the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100. FIG. 10D is a schematic cross-sectional view of the right groove region 13R when the thickness F4 of the second side layer 532 is reduced, and FIG. 10E is the case where the thickness F4 of the second side layer 532 is increased. It is a schematic sectional drawing of 13 R of right groove area | regions.

図10(a)に示すように、第1音叉型圧電振動片100の周波数は、温度変化のよって放物線状の二次曲線となる。頂点温度ZTCは第1音叉型圧電振動片100の周波数が最も高くなる温度である。図10(a)では、第1音叉型圧電振動片100の頂点温度ZTCは約20℃を示している。   As shown in FIG. 10A, the frequency of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 becomes a parabolic quadratic curve due to temperature change. The apex temperature ZTC is a temperature at which the frequency of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 is highest. In FIG. 10A, the vertex temperature ZTC of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 indicates about 20 ° C.

この第1音叉型圧電振動片100の頂点温度ZTCは、図10(b)に示されるように、側面第2層532の膜厚F4が変化することで、頂点温度ZTCも変化する。第1音叉型圧電振動片100の側面第2層532の膜厚F4が750Åの際に、第1音叉型圧電振動片100の頂点温度ZTCは約20℃であった。図10(d)に示すように第1音叉型圧電振動片100の側面第2層532の膜厚F4を500Åに薄くすると、第1音叉型圧電振動片100の頂点温度ZTCが約25℃であった。一方、図10(e)に示すように第1音叉型圧電振動片100の側面第2層532の膜厚F4を1000Åに厚くすると、第1音叉型圧電振動片100の頂点温度ZTCが約18℃であった。すなわち側面第2層532の膜厚F4が薄くすると頂点温度ZTCを上げることができ、側面第2層532の膜厚F4を厚くすると頂点温度ZTCを下げることができる。なお、図10(b)のグラフの頂点温度ZTCの測定は、基部第2層の膜厚F2を800Åとして固定し、側面第2層532の膜厚F4を変えることによって行った。また図10(b)では、溝部第2層531の膜厚F1を一定として測定している。   As shown in FIG. 10B, the vertex temperature ZTC of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 also changes as the film thickness F4 of the side surface second layer 532 changes. When the film thickness F4 of the second side layer 532 of the first tuning fork type piezoelectric vibrating piece 100 was 750 mm, the vertex temperature ZTC of the first tuning fork type piezoelectric vibrating piece 100 was about 20 ° C. As shown in FIG. 10D, when the film thickness F4 of the second side layer 532 of the first tuning fork type piezoelectric vibrating piece 100 is reduced to 500 mm, the vertex temperature ZTC of the first tuning fork type piezoelectric vibrating piece 100 is about 25 ° C. there were. On the other hand, when the film thickness F4 of the side surface second layer 532 of the first tuning fork type piezoelectric vibrating piece 100 is increased to 1000 mm as shown in FIG. 10E, the vertex temperature ZTC of the first tuning fork type piezoelectric vibrating piece 100 is about 18. ° C. That is, when the film thickness F4 of the side surface second layer 532 is reduced, the vertex temperature ZTC can be increased, and when the film thickness F4 of the side surface second layer 532 is increased, the vertex temperature ZTC can be decreased. In addition, the measurement of the vertex temperature ZTC of the graph of FIG.10 (b) was performed by fixing the film thickness F2 of a base 2nd layer as 800 mm, and changing the film thickness F4 of the side surface 2nd layer 532. FIG. In FIG. 10B, the measurement is performed with the film thickness F1 of the groove second layer 531 being constant.

また図10(c)に示されるように、第1音叉型圧電振動片100の頂点温度ZTCは、溝部第2層531の膜厚F1の変化に対して放物線状の二次曲線として表わされる。溝部第2層531の膜厚F1がMF1の時に頂点温度ZTCは最大値MZTCをとり、溝部第2層531の膜厚F1がMF1との差が大きくなるに従って頂点温度ZTCは小さくなる。   As shown in FIG. 10C, the vertex temperature ZTC of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 is expressed as a parabolic quadratic curve with respect to the change in the film thickness F1 of the groove second layer 531. When the film thickness F1 of the groove second layer 531 is MF1, the peak temperature ZTC takes the maximum value MZTC, and the peak temperature ZTC decreases as the film thickness F1 of the groove second layer 531 increases from MF1.

圧電材ウエハ150のカットアングルずれ、第1音叉型圧電振動片100の形状のばらつき等の原因により、第1音叉型圧電振動片100の頂点温度ZTCはずれてしまうことがある。このような場合でも、溝部第2層531の膜厚F1又は側面第2層532の膜厚F4を調整することにより頂点温度ZTCの値を調整することができる。また、図2(b)に示されるように側面第2層532の膜厚F4はCI値に影響を及ぼさないため、頂点温度ZTCのみを調整したい場合は側面第2層532の膜厚F4を調整することがより好ましい。   The peak temperature ZTC of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 may be deviated due to a cut angle shift of the piezoelectric material wafer 150, a variation in the shape of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100, or the like. Even in such a case, the value of the vertex temperature ZTC can be adjusted by adjusting the film thickness F1 of the groove second layer 531 or the film thickness F4 of the side surface second layer 532. Further, as shown in FIG. 2B, the film thickness F4 of the side surface second layer 532 does not affect the CI value. Therefore, when it is desired to adjust only the apex temperature ZTC, the film thickness F4 of the side surface second layer 532 is set. It is more preferable to adjust.

<頂点温度ZTCの調整フローチャート>
圧電材ウエハ150上の各第1音叉型圧電振動片100の頂点温度ZTCが測定され、頂点温度ZTCが調整される。以下に、図11は、第1音叉型圧電振動片100の頂点温度ZTCの調整方法を説明するためのフローチャートである。
<Adjustment flow chart of vertex temperature ZTC>
The vertex temperature ZTC of each first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 on the piezoelectric material wafer 150 is measured, and the vertex temperature ZTC is adjusted. FIG. 11 is a flowchart for explaining a method for adjusting the vertex temperature ZTC of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100.

頂点温度ZTCの調整は、たとえば図4で示された電極形成の第1フローチャートのステップS108とステップS109との間に行われる。同様に、図5の第2フローチャートのステップS208とステップS209との間、または図8の第3フローチャートのステップS308とステップS309との間に行われてもよい。   The apex temperature ZTC is adjusted, for example, between step S108 and step S109 in the first flowchart of electrode formation shown in FIG. Similarly, it may be performed between step S208 and step S209 in the second flowchart in FIG. 5 or between step S308 and step S309 in the third flowchart in FIG.

ステップS501では、圧電材ウエハ150上に形成されている第1音叉型圧電振動片100の頂点温度ZTCを測定する。
次に、ステップS502において、頂点温度ZTCと目標温度とが異なるかどうかを判断する。目標温度は、第1音叉型圧電振動片100が使用される環境によって適宜決められる。頂点温度ZTC付近では使用環境温度の変化に対して最も周波数の変化が小さくなるためである。目標温度はたとえば25℃で設定される。頂点温度ZTCと目標温度とが同じ場合はステップS109(図4を参照)、ステップS209(図5参照)またはステップS309(図8参照)に進む。頂点温度ZTCと目標温度とが異なる場合にはステップS503に進む。
In step S501, the vertex temperature ZTC of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 formed on the piezoelectric material wafer 150 is measured.
Next, in step S502, it is determined whether or not the vertex temperature ZTC is different from the target temperature. The target temperature is appropriately determined depending on the environment in which the first tuning fork type piezoelectric vibrating piece 100 is used. This is because the change in frequency becomes the smallest with respect to the change in the use environment temperature in the vicinity of the vertex temperature ZTC. The target temperature is set at 25 ° C., for example. When the apex temperature ZTC is equal to the target temperature, the process proceeds to step S109 (see FIG. 4), step S209 (see FIG. 5) or step S309 (see FIG. 8). If the apex temperature ZTC is different from the target temperature, the process proceeds to step S503.

ステップS503では、頂点温度ZTCが目標温度に対して高いかどうかが判断される。頂点温度ZTCが目標温度に対して高い場合にはステップS504に進み、低い場合にはステップS505に進む。   In step S503, it is determined whether or not the vertex temperature ZTC is higher than the target temperature. If the vertex temperature ZTC is higher than the target temperature, the process proceeds to step S504, and if it is low, the process proceeds to step S505.

ステップS504では、図12に示す第5マスクカバー179を使用して、真空蒸着又はスパッタリングにより側面第2層532に金属膜を形成する。第5マスクカバー179は第1音叉型圧電振動片100のZ軸側の面が形取られた形状をしている。第5マスクカバー179は図6(b)に示した圧電材ウエハ150の拡大部160に重ね合わされるように載置される。そのため、第5マスクカバー179を使用した場合は、第1音叉型圧電振動片100の主面をカバーし、側面第2層532のみに金属膜の積層を行うことができる。   In step S504, a metal film is formed on the side surface second layer 532 by vacuum evaporation or sputtering using the fifth mask cover 179 shown in FIG. The fifth mask cover 179 has a shape in which the surface on the Z-axis side of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 is taken. The fifth mask cover 179 is placed so as to be superimposed on the enlarged portion 160 of the piezoelectric material wafer 150 shown in FIG. Therefore, when the fifth mask cover 179 is used, the main surface of the first tuning fork type piezoelectric vibrating piece 100 can be covered, and the metal film can be laminated only on the side surface second layer 532.

金属膜の積層厚を決めるためには図10(b)に示したようなグラフを用意し、これらのグラフの中から、頂点温度ZTCと側面第2層532の膜厚F4との関係がもっとも近いグラフを参考にして金属膜の形成量を決定する。たとえば頂点温度ZTCが26℃であった場合に、目標温度25℃で設定する際には、図10(b)から側面第2層の膜厚F4を約50Å積層する。   In order to determine the lamination thickness of the metal film, graphs as shown in FIG. 10B are prepared, and from these graphs, the relationship between the vertex temperature ZTC and the film thickness F4 of the side surface second layer 532 is the most. The formation amount of the metal film is determined with reference to a near graph. For example, when the apex temperature ZTC is 26 ° C., when setting the target temperature at 25 ° C., the film thickness F4 of the side surface second layer is laminated by about 50 mm from FIG.

ステップS505では、図12に示す第5マスクカバー179を使用して、アルゴン等の不活性ガスにより側面第2層532のドライエッチングを行う。第5マスクカバー179を使用することにより、第1音叉型圧電振動片100の主面へ影響を及ぼすことなく、側面第2層532のみを薄くすることができる。   In step S505, the second side layer 532 is dry-etched with an inert gas such as argon using the fifth mask cover 179 shown in FIG. By using the fifth mask cover 179, only the side surface second layer 532 can be made thin without affecting the main surface of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100.

ステップS506において、第1音叉型圧電振動片100の頂点温度ZTCを確認する。ステップS507において、頂点温度ZTCと目標温度とが異なるかどうかを判断する。頂点温度ZTCと目標温度とが異なる場合にはステップS503に戻って頂点温度ZTCの再調整を行う。頂点温度ZTCと目標温度と同じ場合にはステップS109(図4参照)、ステップS209(図5参照)またはステップS309(図8参照)に進む。   In step S506, the vertex temperature ZTC of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 is confirmed. In step S507, it is determined whether or not the vertex temperature ZTC is different from the target temperature. If the vertex temperature ZTC is different from the target temperature, the process returns to step S503 to readjust the vertex temperature ZTC. If the apex temperature ZTC is equal to the target temperature, the process proceeds to step S109 (see FIG. 4), step S209 (see FIG. 5), or step S309 (see FIG. 8).

<第2音叉型圧電振動片200に関して>
第1音叉型圧電振動片100と形状が異なる音叉型圧電振動片であっても、CI値を下げるために溝部第2層を厚くしてもよい。また頂点温度ZTCを調整するため側面第2層の厚さを調整することができる。
<Regarding Second Tuning Fork Type Piezoelectric Vibrating Piece 200>
Even if the tuning fork type piezoelectric vibrating piece has a shape different from that of the first tuning fork type piezoelectric vibrating piece 100, the second groove layer may be thickened to reduce the CI value. Further, the thickness of the second side layer can be adjusted to adjust the apex temperature ZTC.

<第2音叉型圧電振動片200>
図13(a)は、第2音叉型圧電振動片200の平面図である。第2音叉型圧電振動片200は、基部11と基部11からY軸方向に平行に伸びる一対の振動腕12とを備え、さらに一対の振動腕12の両外側でY軸方向に伸びた一対の支持腕86(86R,86L)を有している。
<Second Tuning Fork Type Piezoelectric Vibrating Piece 200>
FIG. 13A is a plan view of the second tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 200. The second tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 200 includes a base 11 and a pair of vibrating arms 12 extending in parallel to the Y-axis direction from the base 11, and further a pair of extending in the Y-axis direction on both outer sides of the pair of vibrating arms 12. Support arms 86 (86R, 86L) are provided.

+X軸側に位置している支持腕86Rには支持腕電極第2層85Rが、−X軸側に位置している支持腕86Lには支持腕電極第2層85Lが形成されている。支持腕電極第2層85R及び支持腕電極第2層85Lは、基部11から支持腕86の+Y軸方向の先端付近にまで形成されている。支持腕電極第2層85R及び支持腕電極第2層85Lは、励振電極から伸びた基部第2層51と接続されている。第2音叉型圧電振動片200の支持腕電極第2層85の先端領域は接続電極の役割を担う。接続電極は、パッケージ80の内面に形成されている導電性接着剤73またはハンダなどの導電部材を介して電気的に接続される電極である(図13(c)を参照)。   A support arm electrode second layer 85R is formed on the support arm 86R located on the + X axis side, and a support arm electrode second layer 85L is formed on the support arm 86L located on the −X axis side. The support arm electrode second layer 85R and the support arm electrode second layer 85L are formed from the base 11 to the vicinity of the tip of the support arm 86 in the + Y-axis direction. The support arm electrode second layer 85R and the support arm electrode second layer 85L are connected to the base second layer 51 extending from the excitation electrode. The tip region of the support arm electrode second layer 85 of the second tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 200 serves as a connection electrode. The connection electrode is an electrode that is electrically connected via a conductive member such as a conductive adhesive 73 or solder formed on the inner surface of the package 80 (see FIG. 13C).

図13(b)は、図13(a)の圧電振動片200のG−G断面における断面図である。第1音叉型圧電振動片100と同様に支持腕電極第2層85の先端領域の膜厚F5を溝部第2層の膜厚F6及び側面第2層の膜厚F7よりも厚く形成することにより、CI値を低く保つことができる。支持腕電極第2層85の先端領域の膜厚F5は500Å〜2000Å、溝部第2層の膜厚F6及び側面第2層の膜厚F7は約300Å〜800Åであることが好ましい。   FIG. 13B is a cross-sectional view of the piezoelectric vibrating piece 200 in FIG. Similar to the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100, by forming the film thickness F5 of the tip region of the support arm electrode second layer 85 to be larger than the film thickness F6 of the groove second layer and the film thickness F7 of the side surface second layer. , CI value can be kept low. The film thickness F5 of the tip region of the support arm electrode second layer 85 is preferably 500 to 2000 mm, and the film thickness F6 of the groove second layer and the film thickness F7 of the second side layer are preferably about 300 to 800 mm.

支持腕電極第2層85の先端領域を除く領域の膜厚は、溝部第2層の膜厚F6または側面第2層の膜厚F7と同じように薄くしてもよいし、先端領域の膜厚F5と同じ厚さであってもよい。第2音叉型圧電振動片200の基部第2層51も溝部第2層の膜厚F6または側面第2層の膜厚F7と同じように薄くしてもよいし、先端領域の膜厚F5と同じ厚さであってもよい。   The thickness of the region excluding the tip region of the support arm electrode second layer 85 may be as thin as the thickness F6 of the groove second layer or the thickness F7 of the side surface second layer, or the film of the tip region. It may be the same thickness as the thickness F5. The base second layer 51 of the second tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 200 may be made as thin as the film thickness F6 of the groove second layer or the film thickness F7 of the side surface second layer, The same thickness may be used.

また、第2音叉型圧電振動片200の場合も、第1音叉型圧電振動片100と同様に、第2音叉型圧電振動片200の側面第2層の膜厚F7を調整することにより頂点温度ZTCを調節することができる。   Also, in the case of the second tuning fork type piezoelectric vibrating piece 200, similarly to the first tuning fork type piezoelectric vibrating piece 100, the vertex temperature is adjusted by adjusting the film thickness F 7 of the second side surface of the second tuning fork type piezoelectric vibrating piece 200. ZTC can be adjusted.

図13(c)は、圧電デバイス2000を−Z軸方向に見た断面図である。圧電デバイス2000には第2音叉型圧電振動片200が備えられている。第2音叉型圧電発振片200は、支持腕86R及び支持腕86Lの+Y軸側の先端付近に形成されている接続電極87に塗布された導電性接着剤73によって圧電デバイス2000のパッケージ80に固定され、電気的に接続されている。第2音叉型圧電振動片200は、支持腕86でパッケージ80と接続することにより、パッケージ80の固定箇所と振動腕12との間に距離を置くことができる。そのため、周囲の温度変化や落下の衝撃、接合箇所に生じた応力変化等が振動腕12に影響を及ぼしにくくなっている。このため第2音叉型圧電振動片200は第1音叉型圧電振動片100に比べて、温度特性などが良好となる。   FIG. 13C is a cross-sectional view of the piezoelectric device 2000 as viewed in the −Z axis direction. The piezoelectric device 2000 includes a second tuning fork type piezoelectric vibrating piece 200. The second tuning-fork type piezoelectric oscillation piece 200 is fixed to the package 80 of the piezoelectric device 2000 by the conductive adhesive 73 applied to the support arm 86R and the connection electrode 87 formed near the tip of the support arm 86L on the + Y-axis side. Are electrically connected. By connecting the second tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 200 to the package 80 with the support arm 86, it is possible to place a distance between the fixed portion of the package 80 and the vibrating arm 12. Therefore, ambient temperature changes, drop impacts, stress changes generated at the joints, and the like are less likely to affect the vibrating arm 12. Therefore, the second tuning fork type piezoelectric vibrating piece 200 has better temperature characteristics and the like than the first tuning fork type piezoelectric vibrating piece 100.

<第3音叉型圧電振動片300に関して>
セラミックパッケージに収納されない音叉型圧電振動片であっても、頂点温度ZTCを調整するため側面第2層の厚さを調整することができる。
<Regarding Third Tuning Fork Type Piezoelectric Vibrating Piece 300>
Even in a tuning fork type piezoelectric vibrating piece that is not housed in the ceramic package, the thickness of the second side layer can be adjusted to adjust the vertex temperature ZTC.

図14(a)は、第3音叉型圧電振動片300の平面図である。第3音叉型圧電振動片300は、基部11より互いに平行に伸びている一対の振動腕12と、Y軸方向に伸びた一対の支持腕306と、圧電振動片外枠部310とにより構成されている。Y軸方向に伸びた一対の支持腕306は圧電振動片外枠部310と基部11とを接続している。圧電振動片外枠部310は、基部11と、振動腕12と、支持腕306とを内側に囲む枠である。圧電振動片外枠部310は図14(b)に示されるリッド90とベース120とに接合される。   FIG. 14A is a plan view of the third tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 300. The third tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 300 includes a pair of vibrating arms 12 extending in parallel with each other from the base portion 11, a pair of support arms 306 extending in the Y-axis direction, and a piezoelectric vibrating piece outer frame portion 310. ing. A pair of support arms 306 extending in the Y-axis direction connect the piezoelectric vibrating piece outer frame portion 310 and the base portion 11. The piezoelectric vibrating reed outer frame portion 310 is a frame that surrounds the base portion 11, the vibrating arm 12, and the support arm 306 inside. The piezoelectric vibrating reed outer frame portion 310 is joined to the lid 90 and the base 120 shown in FIG.

振動腕12に形成されている励振電極307から圧電振動片外枠部310にかけて電極が形成されている。この電極は第1音叉型圧電振動片100と同様に圧電材上に形成された電極第1層15と、電極第1層15上に形成された電極第2層311とから構成される。電極第2層311は、+X軸側に電極第2層311Rが配置され、−X軸側に電極第2層311Lが配置されている。圧電振動片外枠部310の角に位置する電極第2層311R及び電極第2層311Lの終端部分は接続電極となっている。   An electrode is formed from the excitation electrode 307 formed on the vibrating arm 12 to the piezoelectric vibrating piece outer frame portion 310. Similar to the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100, this electrode includes an electrode first layer 15 formed on a piezoelectric material and an electrode second layer 311 formed on the electrode first layer 15. In the second electrode layer 311, the second electrode layer 311 </ b> R is disposed on the + X axis side, and the second electrode layer 311 </ b> L is disposed on the −X axis side. The terminal portions of the electrode second layer 311R and the electrode second layer 311L located at the corners of the piezoelectric vibrating piece outer frame portion 310 serve as connection electrodes.

図14(b)は、図14(a)のK−K断面における、圧電デバイス3000を組み立てる前の状態を示した概略断面図である。圧電デバイス3000はリッド90とベース120と第3音叉型圧電振動片300とにより構成されている。圧電デバイス3000の+Z軸側にはリッド90が配置されており、リッド90の−Z軸側の面にはリッド側凹部91が形成されている。圧電デバイス3000の−Z軸側にはベース120が配置されており、ベース120の+Z軸側の面にはベース側凹部121が形成されている。ベース120の+Z軸側の面の対角上に位置する2カ所の角には凹型段差部129が設けてあり、凹型段差部129の中には接続端子122が配置されている。また、ベース120の−Z軸側の面には外部端子125が2カ所に設けてある。接続端子122と外部端子125とは、スルーホール123を通して電気的に接続されている。第3音叉型圧電振動片300は、リッド90とベース120との間に配置されている。   FIG. 14B is a schematic cross-sectional view showing a state before assembling the piezoelectric device 3000 in the KK cross section of FIG. The piezoelectric device 3000 includes a lid 90, a base 120, and a third tuning fork type piezoelectric vibrating piece 300. A lid 90 is disposed on the + Z-axis side of the piezoelectric device 3000, and a lid-side recess 91 is formed on the surface of the lid 90 on the −Z-axis side. A base 120 is disposed on the −Z axis side of the piezoelectric device 3000, and a base side recess 121 is formed on the surface of the base 120 on the + Z axis side. Recessed step portions 129 are provided at two corners located on the diagonal of the surface on the + Z-axis side of the base 120, and connection terminals 122 are disposed in the recessed step portions 129. Further, two external terminals 125 are provided on the surface of the base 120 on the −Z axis side. The connection terminal 122 and the external terminal 125 are electrically connected through the through hole 123. The third tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 300 is disposed between the lid 90 and the base 120.

第3音叉型圧電振動片300に形成されている接続電極317は、ベース120上に形成されている接続端子122と電気的に接続され、スルーホール123内に形成されている導通部126を通して外部端子125と電気的に接続される。また、圧電デバイス3000はリッド側凹部91とベース側凹部121とによって内部に空間が形成されており、第3音叉型圧電振動片300の振動腕12がZ軸方向に振動してもリッド90またはベース120に接触しないような構成になっている。   The connection electrode 317 formed on the third tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 300 is electrically connected to the connection terminal 122 formed on the base 120 and is externally connected through the conduction portion 126 formed in the through hole 123. It is electrically connected to the terminal 125. The piezoelectric device 3000 has a space formed by the lid-side recess 91 and the base-side recess 121, so that the lid 90 or the third tuning-fork-type piezoelectric vibrating piece 300 can vibrate even if the vibrating arm 12 vibrates in the Z-axis direction. The configuration is such that it does not contact the base 120.

例えば、リッド90とベース120と第3音叉型圧電振動片300とは水晶を基材として形成される。その場合、リッド90とベース120と第3音叉型圧電振動片300との接合はシロキサン結合(Si−O−Si)技術によって行われる。シロキサン結合技術は水晶同士を直接接合する技術であり、封止材を用いる必要はない。また、電極第2層311と接続端子122との接続にも導電性接着剤を使用せずに直接接続させる。   For example, the lid 90, the base 120, and the third tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 300 are formed using quartz as a base material. In that case, the bonding of the lid 90, the base 120, and the third tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 300 is performed by a siloxane bond (Si—O—Si) technique. The siloxane bonding technique is a technique for directly bonding crystals to each other and does not require the use of a sealing material. Further, the electrode second layer 311 and the connection terminal 122 are directly connected without using a conductive adhesive.

図14(c)は、図14(a)のH−H断面における第3音叉型圧電振動片300の断面図である。振動腕12は第1音叉型圧電振動片100の振動腕12と同様の形状を有している。振動腕12の外側には支持腕306が位置しており、支持腕306の外側には圧電振動片外部枠310が位置している。第3音叉型圧電振動片300も第1音叉型圧電振動片100と同様に、振動腕12の側面第2層316の膜厚F8の厚さを調整することにより第3音叉型圧電振動片300の頂点温度ZTCの調整を行うことができる。   FIG. 14C is a cross-sectional view of the third tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 300 in the HH cross section of FIG. The vibrating arm 12 has the same shape as the vibrating arm 12 of the first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100. A support arm 306 is positioned outside the vibrating arm 12, and a piezoelectric vibrating piece outer frame 310 is positioned outside the support arm 306. Similarly to the first tuning fork type piezoelectric vibrating piece 100, the third tuning fork type piezoelectric vibrating piece 300 is adjusted by adjusting the thickness F8 of the side surface second layer 316 of the vibrating arm 12. The apex temperature ZTC can be adjusted.

以上、本発明の最適な実施例について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施例に様々な変更・変形を加えて実施することができる。   The optimum embodiment of the present invention has been described in detail above. However, as will be apparent to those skilled in the art, the present invention can be implemented with various modifications and variations within the technical scope thereof.

11 基部
12 振動腕
13 溝領域
15 第1層
19 錘領域
23 溝部
24 側面部
51 基部第2層
53、307 励振電極
59 錘領域第2層
70、80 パッケージ
71 リッド
72 封止材
73 導電性接着剤
74、122 接続端子
75、125 外部端子
76 導通部
86、306 支持腕
90 リッド 91 リッド側凹部
100、200、300 音叉型圧電振動片
120 ベース
121 ベース側凹部
123 スルーホール
126 導通部
129 凹型段差部
150 圧電材ウエハ
151 オリエンテーションフラット
160 圧電材ウエハ150の拡大部
171 第1マスクカバー、 173 第2マスクカバー、 175 第3マスクカバー、 177 第4マスクカバー、 179 第5マスクカバー
231 第1マスクカバー171の領域
310 圧電振動片外枠部
531 溝部第2層、 531L 左溝部23Lに形成された溝部第2層、 531R 右溝部23Rに形成された溝部第2層
532 側面第2層、 532L 溝領域13Lに於ける側面第2層、 532R 溝領域13Rに於ける側面第2層
1000、2000、3000 圧電デバイス
CR 圧電材
D1 第1音叉型圧電振動片100の厚さ
D2 溝領域13の深さ
F1 溝部第2層531の膜厚
F2 基部第2層51の膜厚
F3 第1層15の膜厚
F4 側面第2層532の膜厚
L1 基部11のY軸方向の長さ
L2 振動腕12のY軸方向の長さ
L3 溝領域13のY軸方向の長さ
W1 基部11のX軸方向の長さ
W2 錘領域19のX軸方向の幅
W3 右振動腕12Rの右溝領域13Rと左振動腕12Lの左溝領域13Lとの間の距離
W4 右溝部23R及び左溝部23Lの幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Base 12 Vibrating arm 13 Groove area | region 15 1st layer 19 Weight area | region 23 Groove part 24 Side surface part 51 Base 2nd layer 53,307 Excitation electrode 59 Weight area | region 2nd layer 70, 80 Package 71 Lid 72 Sealing material 73 Conductive adhesion Agent 74, 122 Connection terminal 75, 125 External terminal 76 Conductive part 86, 306 Support arm 90 Lid 91 Lid side concave part 100, 200, 300 Tuning fork type piezoelectric vibrating piece 120 Base 121 Base side concave part 123 Through hole 126 Conductive part 129 Concave type step Part 150 Piezoelectric material wafer 151 Orientation flat 160 Enlarged part of the piezoelectric material wafer 150 171 1st mask cover, 173 2nd mask cover, 175 3rd mask cover, 177 4th mask cover, 179 5th mask cover 231 1st mask cover 171 region 310 Piezoelectric vibrating piece outer frame portion 531 Groove portion second layer, 531L Groove portion second layer formed in left groove portion 23L, 531R Groove portion second layer formed in right groove portion 23R 532 Side surface second layer, 532L In groove region 13L Side surface second layer, 532R Side surface second layer in groove region 13R 1000, 2000, 3000 Piezoelectric device CR Piezoelectric material D1 Thickness of first tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 100 D2 Depth of groove region 13 F1 Groove portion second layer 531 Film thickness of F2 base second layer 51 F3 Film thickness of first layer 15 F4 Film thickness of side surface second layer 532 L1 Length of base 11 in Y axis direction L2 Length of vibrating arm 12 in Y axis direction L3 Length in the Y-axis direction of the groove region 13 W1 Length in the X-axis direction of the base 11 W2 Width in the X-axis direction of the weight region 19 W3 The right groove region 13R of the right vibrating arm 12R and the left groove of the left vibrating arm 12L Distance to region 13L W4 right groove portion 23R and the width of the left groove portion 23L

Claims (13)

パッケージ内に導電性部材で固定される音叉型圧電振動片であって、
前記導電性部材と電気的に接続する接続電極と、
圧電材からなる基部から所定方向に伸び、前記接続電極と電気的に接続する励振電極が形成された一対の振動腕と、を備え、
前記振動腕は、表裏面と前記表裏面の両側で交差する両側面とを有し、
前記表裏面には所定方向に伸びる溝部がそれぞれ形成され、
前記励振電極は、前記表裏面の溝部内にそれぞれ形成された表裏電極と、前記両側面にそれぞれ形成された側面電極と、を有し、
前記表裏電極の膜厚は、前記接続電極の膜厚よりも薄い音叉型圧電振動片。
A tuning fork type piezoelectric vibrating piece fixed with a conductive member in a package,
A connection electrode electrically connected to the conductive member;
A pair of vibrating arms extending in a predetermined direction from a base made of a piezoelectric material and formed with excitation electrodes that are electrically connected to the connection electrodes;
The vibrating arm has front and back surfaces and both side surfaces that intersect on both sides of the front and back surfaces,
Grooves extending in a predetermined direction are formed on the front and back surfaces,
The excitation electrode has front and back electrodes formed in the groove portions of the front and back surfaces, and side electrodes formed on the both side surfaces, respectively.
The tuning fork type piezoelectric vibrating piece is thinner than the connection electrode.
前記接続電極および前記励振電極は、前記圧電材上に形成される第1層と前記第1層上に形成される第2層とからなり、前記表裏電極の第2層は、前記接続電極の第2層よりも薄い請求項1に記載の音叉型圧電振動片。   The connection electrode and the excitation electrode include a first layer formed on the piezoelectric material and a second layer formed on the first layer, and the second layer of the front and back electrodes is formed of the connection electrode. The tuning-fork type piezoelectric vibrating piece according to claim 1, which is thinner than the second layer. 前記表裏電極の膜厚は、前記接続電極の膜厚の20〜90%である請求項1または請求項2に記載された音叉型圧電振動片。   3. The tuning-fork type piezoelectric vibrating piece according to claim 1, wherein a film thickness of the front and back electrodes is 20 to 90% of a film thickness of the connection electrode. 前記接続電極は前記基部に形成されている請求項1から請求項3のいずれか1項に記載された音叉型圧電振動片。   4. The tuning-fork type piezoelectric vibrating piece according to claim 1, wherein the connection electrode is formed on the base portion. 5. 前記一対の振動腕の両外側で前記基部から前記所定方向に伸びる一対の支持腕を備え、
前記接続電極は前記支持腕の先端に形成されている請求項1から請求項3のいずれか1項に記載された音叉型圧電振動片。
A pair of support arms extending in the predetermined direction from the base on both outer sides of the pair of vibrating arms;
4. The tuning fork type piezoelectric vibrating piece according to claim 1, wherein the connection electrode is formed at a tip of the support arm. 5.
前記表裏電極の膜厚は、不活性ガスによるエッチング、レーザ照射又はメタルエッチングによって薄く形成される請求項1から請求項5のいずれか1項に記載された音叉型圧電振動片。   6. The tuning fork type piezoelectric vibrating piece according to claim 1, wherein the front and back electrodes are formed thin by etching with an inert gas, laser irradiation, or metal etching. パッケージ内に固定される音叉型圧電振動片であって、
圧電材からなる基部から所定方向に伸び、表裏面と前記表裏面を両側で交差する両側面とを有する一対の振動腕と、
前記表裏面に形成された表裏電極と、前記両側面にそれぞれ形成された側面電極とを有する励振電極と、を備え、
前記側面電極の膜厚又は表裏電極の膜厚と周波数温度特性の頂点温度との対応関係のデータに基づいて、前記側面電極の膜厚は、前記周波数温度特性の頂点温度が所望の温度となるように調整され、前記側面電極又は表裏電極に段差もしくは粗面が形成されている音叉型圧電振動片。
A tuning fork type piezoelectric vibrating piece fixed in a package,
A pair of vibrating arms extending in a predetermined direction from a base portion made of a piezoelectric material and having front and back surfaces and both side surfaces intersecting the front and back surfaces on both sides;
An excitation electrode having front and back electrodes formed on the front and back surfaces and side electrodes respectively formed on the both side surfaces;
Based on the data of the correspondence between the film thickness of the side electrode or the film thickness of the front and back electrodes and the apex temperature of the frequency temperature characteristic, the apex temperature of the frequency temperature characteristic becomes the desired temperature for the film thickness of the side electrode. A tuning fork type piezoelectric vibrating piece in which a step or a rough surface is formed on the side electrode or the front and back electrodes.
前記頂点温度が前記所望の温度よりも高い際には、前記側面電極又は表裏電極の膜厚が厚くされる請求項7に記載の音叉型圧電振動片。   The tuning fork type piezoelectric vibrating piece according to claim 7, wherein when the apex temperature is higher than the desired temperature, the film thickness of the side electrode or the front and back electrodes is increased. 前記側面電極又は表裏電極の膜厚は、スパッタリングまたは真空蒸着によって厚く形成される請求項8に記載された音叉型圧電振動片。   The tuning-fork type piezoelectric vibrating piece according to claim 8, wherein the side electrode or the front and back electrodes are formed thick by sputtering or vacuum deposition. 前記頂点温度が前記所望の温度よりも低い際には、前記側面電極又は表裏電極の膜厚が薄くされる請求項7に記載の音叉型圧電振動片。   The tuning fork type piezoelectric vibrating piece according to claim 7, wherein when the apex temperature is lower than the desired temperature, the film thickness of the side electrode or the front and back electrodes is reduced. 前記側面電極又は表裏電極の膜厚は、不活性ガスによるエッチング、レーザ照射又はメタルエッチングによって薄く形成される請求項10に記載された音叉型圧電振動片。   11. The tuning fork type piezoelectric vibrating piece according to claim 10, wherein the side electrode or the front and back electrodes are formed thin by etching with an inert gas, laser irradiation, or metal etching. 前記励振電極は、前記圧電材上に形成される第1層と前記第1層上に形成される第2層とからなり、前記側面電極又は表裏電極の第2層の膜厚が調整される請求項7から請求項11のいずれか1項に記載の音叉型圧電振動片。   The excitation electrode includes a first layer formed on the piezoelectric material and a second layer formed on the first layer, and a film thickness of the second layer of the side electrode or the front and back electrodes is adjusted. The tuning fork type piezoelectric vibrating piece according to any one of claims 7 to 11. 請求項1ないし請求項12のいずれかの音叉型圧電振動片と、
前記音叉型圧電振動片を収納するパッケージと、
を有することを特徴とする圧電デバイス。

A tuning-fork type piezoelectric vibrating piece according to any one of claims 1 to 12,
A package for housing the tuning-fork type piezoelectric vibrating piece;
A piezoelectric device characterized by comprising:

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